ロボットとの連携で何が変わる？マシニングセンタと協同ロボットの連携事例 | マシニングセンタ大解剖

製造現場ではマシニングセンタと協同ロボットの連携が進み、効率化と自動化が急速に進展しています。従来、人手に頼っていた素材のセットや取り出し作業がロボットによる自動化により大幅に省力化され、生産性の向上が実現しました。

特に協同ロボットは、安全性と柔軟性を兼ね備えており、少量多品種生産にも対応できる点で注目を集めています。こちらでは、マシニングセンタと協同ロボットの連携による製造現場の変化や、具体的な成功事例をご紹介します。

近年トレンドとなっているロボットとの連携

近年、工作機器とロボットの連携が進化し、産業界での注目度が高まっています。自動化のニーズが高まる中、工作機器とロボットの技術がどのように融合し、新たな可能性を切り開いているのかを解説します。

◇注目を集める工作機器とロボットとの連携

工作機器とロボットの連携は、効率化と精密加工の両立を目指す製造業界において重要なテーマです。従来、旋盤やマシニングセンタなどの工作機器は人間が操作し、ロボットは単純作業を補助する役割にとどまっていました。

しかし、近年では工作機器とロボットの連携が進み、ロボットが素材のセットや取り出しを自動で行う「ロード・アンロード」工程が一般的です。両者の円滑な連携によって、工作機器の稼働率が大幅に向上し、加工に要する時間が短縮される効果が得られています。

また、高性能なロボットが直接切削加工に携わるケースも増えており、これにより一台で複数の工程を処理することが可能です。工作機器とロボットの連携技術は、自動車業界や航空宇宙産業など、精密さと効率性が求められる分野で広く活用されています。

◇自動化へのニーズの高まり

労働力不足が深刻化する中、製造業では作業の自動化が急務となっています。特に、日本の製造業では少子高齢化の影響で熟練工の確保が難しくなっており、ロボットと工作機器の連携はその解決策として期待されています。

工作機器とロボットを組み合わせたシステムでは、24時間稼働が可能になり、人件費の削減や生産性の向上が実現します。また、自動化技術の進歩により、品質の均一化も達成されつつあります。

画像センサーやAI技術を活用することで、加工中のリアルタイムな品質管理が可能になり、不良品の発生を未然に防ぐ仕組みが整備されています。不良品の発生が未然に防げることで、製造業者は高品質な製品を安定して供給できる体制を築けます。

マシニングセンタと連携が可能な協同ロボット

マシニングセンタと連携可能な協同ロボットは、製造現場において効率化と安全性を両立させる革新的な技術として注目されています。

◇協同ロボットとは

協同ロボットとは、人と同じ作業空間で安全に稼働できるロボットを指します。従来の産業用ロボットは、高速で動作する一方で安全柵が必要でしたが、協同ロボットは衝突検知機能や低出力モードを備え、人との接触リスクを最小限に抑えています。

安全設計により、作業空間を柔軟に共有できるのが大きな特徴です。また、協同ロボットはプログラミングが簡単で、導入の手軽さも魅力の一つです。例えば、ユーザーが直感的に操作できるインターフェースが用意されており、作業内容の変更にも柔軟に対応できるため、少量多品種生産のような変化の多い生産環境に適しています。

マシニングセンタと組み合わせることで、素材のロード・アンロード、加工後の部品の取り出しなどの作業を効率的に自動化できます。

◇協同ロボットの種類

協同ロボットには、作業内容や生産環境に応じたさまざまな種類があります。それぞれが異なる特性を持ち、特定の用途に特化した性能を発揮します。アーム型ロボットは、マシニングセンタの素材搬送や加工後の取り出し作業に適しており、正確かつ効率的な運用が可能です。

一方、双腕型ロボットは、人間の両腕のような機能を持ち、複雑な組み立て作業や、複数工程の同時作業を得意としています。モバイル型ロボットは、移動能力を備えており、作業場所を柔軟に変更できます。

工場内で異なるマシニングセンタ間の素材搬送や、広範囲での運搬作業に特に効果的です。
また、ピッキング専用ロボットは、画像処理技術を活用して素材を認識し、仕分けや搬送を行う作業に特化しています。

マシニングセンタと協同ロボットの連携

マシニングセンタと協同ロボットの連携は、製造現場での自動化を推進し、効率性と生産性を向上させるための鍵となっています。

◇マシニングセンタとの連携に向いているロボット

マシニングセンタとの連携には、特定の特性を持つ協同ロボットが適しています。その一つが、精密な動作と高い柔軟性を兼ね備えたアーム型の協同ロボットです。アーム型ロボットは、素材の投入や排出を効率よく行うことができ、加工後の部品を安全かつ正確に搬送する役割を果たします。

また、衝突検知や自動停止機能が搭載されているため、人と同じ空間で作業する場合でも高い安全性を確保できます。さらに、視覚センサーを搭載したロボットは、複雑な形状や異なるサイズのワークにも対応できます。

特に、モバイル型のロボットは移動機能を持ち、複数のマシニングセンタ間での素材搬送に最適です。これらのロボットを適切に活用することで、作業効率が大幅に向上し、人的リソースの削減が可能となります。

◇ワークの自動化が求められる理由

製造現場でワークの自動化が注目される背景には、労働力不足の深刻化があります。少子高齢化に伴い、熟練工の確保が難しくなっており、自動化はこの課題を解決する有効な手段です。

マシニングセンタでの加工は手作業で行うと多大な時間と労力を要するだけでなく、人為的なミスによる品質のばらつきが発生する可能性もあります。協同ロボットを活用した自動化は、時間と労力に関する問題を解消します。

例えば、加工の合間にロボットが自動でワークを交換することで、マシニングセンタを連続稼働させることが可能です。また、ロボットは24時間稼働できるため、夜間や休日の作業を人間に頼らずに行うことができ、生産ラインの柔軟性が向上します。

ロボットとの連携でワークの自動化に成功した事例

画像出典：製造現場ドットコム

ロボットと工作機器の連携により、製造現場でのワーク自動化が進化しています。 ワークの自動供給と自動交換は実際に企業で導入されています。

◇ワークの自動供給

自動供給の成功事例として挙げられるのが、マシニングセンタとロボットを連携させた取り組みです。工作機械専門の企業では、素材の投入作業をロボットが担うシステムを導入し、人的作業を大幅に削減しています。

マシニングセンタとロボットの連携システムでは、視覚センサーを搭載したロボットが、ワークの位置や形状を正確に認識し、マシニングセンタへ素材を供給します。これにより、従来の手作業で発生していた位置ズレや投入ミスを防ぎ、生産の安定性が向上しました。

さらに、供給プロセスの自動化により、作業者が素材の搬送やセットに費やしていた時間を削減し、高付加価値の作業に専念できるようになりました。特に少量多品種生産を行う現場では、迅速なワーク変更が可能となり、製造にかかる時間の短縮にもつながっています。

◇ワークの自動交換

もう一つの成功事例として、マシニングセンタにおけるワークの自動交換システムが挙げられます。自動交換システムの事例では、ロボットが加工済みのワークを取り出し、新たな素材をセットする工程を完全自動化した結果、稼働時間が大幅に増加しました。

特に、複数のマシニングセンタをロボットが連携して管理することで、加工後のワークを次工程へ迅速に搬送する仕組みが整備されました。

近年、製造業では工作機器とロボットの連携が進化し、自動化ニーズの高まりに応えています。従来は人手に依存していた素材のセットや取り出しなどの工程が、ロボットの導入により自動化され、効率性と精度が向上しました。

特に協同ロボットは、安全設計や柔軟性が特徴で、マシニングセンタとの連携に適し、少量多品種生産の現場でも活躍しています。視覚センサーやAI技術の進歩により、リアルタイム品質管理や不良品の削減も実現しています。

労働力不足への対策として、24時間稼働可能なロボットシステムの導入が進み、人的リソースの削減と生産性向上が可能となりました。成功事例として、ワークの自動供給や自動交換により稼働率が大幅に向上し、作業者がより付加価値の高い業務に集中できる環境が整備されています。これらの連携技術は、製造現場における効率化と自動化を推進する鍵となっています。